DE19534724C1 - Wear determination method, using limited light source, for inside of transparent vessel e.g. bottle - Google Patents
Wear determination method, using limited light source, for inside of transparent vessel e.g. bottleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Abrieb an transparenten Gefäßen, insbesondere Glasflaschen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The invention relates to a method for determining Abrasion on transparent vessels, especially glass bottles, according to the preamble of claim 1 and a device for its implementation according to the preamble of the claim 4th
Mit einem derartigen Verfahren und einer derartigen Vorrichtung, wie sie durch die DE-OS 24 54 041 bekannt sind, können Abriebstellen, Scheuerränder oder dgl. z. B. an Mehrweg-Glasflaschen recht gut erkannt werden. Auch können Gefäße mit starkem Abrieb von Gefäßen mit keinem oder geringem Abrieb zu Sortierzwecken unterschieden werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß die zu untersuchenden Gefäße die gleiche Lichtdurchlässigkeit aufweisen, da die gemessene Streustrahlung nicht nur durch die Stärke des Abriebs, sondern auch durch die Lichtdurchlässigkeit der Gefäße beeinflußt wird. Nachdem in der Praxis selbst innerhalb einer bestimmten Flaschensorte, z. B. der 0,5 Liter Euro-Flasche, Schwankungen der Lichtdurchlässigkeit um den Faktor 10 und mehr keine Seltenheit sind, ist die Erkennungsgenauigkeit des bekannten Verfahrens für die Praxis nicht ausreichend; es lassen sich keine reproduzierbaren Werte für den Abrieb ermitteln.With such a method and such Device as they are known from DE-OS 24 54 041 can have abrasion points, scuff marks or the like. B. on Reusable glass bottles can be recognized quite well. Can too Vessels with strong abrasion from vessels with no or low abrasion can be distinguished for sorting purposes. The prerequisite for this is, however, that the test sample Vessels have the same light transmission because the scattered radiation measured not only by the strength of the Abrasion, but also by the translucency of the Vessels is affected. After in practice itself within a certain bottle type, e.g. B. the 0.5 liter Euro bottle, fluctuations in light transmission around the Factor 10 and more are not uncommon, that is Accuracy of detection of the known method for the Practice not sufficient; there are none Determine reproducible wear values.
Bei einem anderen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung, wie sie durch die US 3 456 788 bekannt sind, umfaßt die beleuchtete Prüfzone sowohl einen Bereich des Gefäßes, in dem Abrieb auftritt, als auch einen einwandfreien, klaren Bereich. In beiden Bereichen wird die Lichtdurchlässigkeit unter Zwischenschaltung eines mechanischen Scanners durch eine einzige Photozelle gemessen und aus den Schwankungen im Signalverlauf zwischen zulässigen und unzulässigen Gefäßen unterschieden. Bei diesem bekannten Verfahren ist die Beleuchtungseinrichtung ungesteuert, so daß nur bei Gefäßen mit einer mittleren Lichtdurchlässigkeit ein ausreichender Kontrast in den beiden Bereichen der Prüfzone auftritt. Bei relativ dunklen bzw. relativ hellen Gefäßen dagegen ist der Kontrast sehr schwach und eine Unterscheidung zwischen guten und schlechten Gefäßen sehr schwierig. Vollkommen unmöglich ist eine Unterscheidung, wenn in beiden Bereichen der Prüfzone Abrieb auftritt, wie dies bei vielen Gefäßformen nicht zu vermeiden ist. Dieses bekannte Verfahren bzw. die bekannte Vorrichtung ist somit nur für bestimmte Gefäßtypen mit eng begrenzten Abriebzonen einsetzbar.In another method and the associated device, as known from US 3,456,788, includes illuminated test zone both an area of the vessel, in the abrasion occurs, as well as a flawless, clear Area. In both areas, the translucency with the interposition of a mechanical scanner measured a single photocell and from the fluctuations in Signal curve between permissible and impermissible vessels distinguished. In this known method Lighting device uncontrolled, so that only with vessels with a medium light transmission a sufficient Contrast occurs in the two areas of the test zone. At however, the vessel is relatively dark or relatively light Contrast very poor and a distinction between good ones and bad vessels very difficult. Completely impossible is a distinction when in both areas of Test zone abrasion occurs, as is the case with many vessel shapes cannot be avoided. This known method or known device is therefore only for certain types of vessels can be used with narrowly defined wear zones.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Meßgenauigkeit wesentlich zu erhöhen, so daß auch bei unterschiedlichen optischen Eigenschaften der Gefäße aussagekräftige Werte gewonnen werden können.The invention is based, with one Method and a device of the type mentioned to increase the accuracy of measurement significantly, so that at different optical properties of the vessels meaningful values can be obtained.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 4 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out with regard to the procedure by the Characteristic of claim 1 and with regard to the device by those specified in the characterizing part of claim 4 Features resolved.
Die Messung der Lichtdurchlässigkeit erfolgt erfindungsgemäß direkt durch den ohnehin vorhandenen Lichtstrahl, zusätzlicher Aufwand im Bereich der Beleuchtung ist nicht erforderlich. Es werden alle den Lichtdurchgang dämpfenden Faktoren, neben der Flaschenfarbe auch eventuelle Verschmutzungen, Ungleichmäßigkeiten der Wandstärke und in gewisser Weise auch der Abrieb an der zuerst durchdrungenen Gefäßwandung mit erfaßt, so daß ein Wert mit optimaler Aussagefähigkeit erhalten wird. Dieser ermöglicht ein gezieltes Erkennen und Aussortieren stark abgenutzter Flaschen o. dgl. mit entsprechend eingeschränkter Bruchfestigkeit, insbesondere in Abfüllanlagen der Getränkeindustrie.The light transmission is measured according to the invention directly through the already existing light beam, there is no additional effort in the area of lighting required. They all block the passage of light Factors, besides the bottle color also possible Soiling, irregularities in the wall thickness and in to some extent also the abrasion on the first penetrated Vessel wall also recorded, so that a value with optimal Meaningfulness is obtained. This enables one targeted detection and sorting of heavily worn out Bottles or the like with a correspondingly restricted Breaking strength, especially in bottling plants Beverage industry.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.
Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The following is an embodiment of the invention described with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 die schematische Draufsicht und Fig. 1 shows the schematic plan view and
Fig. 2 die schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Ermitteln von Abrieb. Fig. 2 is a schematic side view of a device for determining abrasion.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist zum Überprüfen von Mehrwegflaschen aus Glas, im Nachstehenden kurz Flaschen 1 genannt, auf Abrieb eingerichtet. Sie weist ein als Aufnahme für die zu prüfenden Flaschen 1 dienendes Förderband 2 auf, das in Pfeilrichtung kontinuierlich angetrieben ist und die Flaschen 1 aufrechtstehend mit oder ohne Abstand beispielsweise von einer nicht gezeigten Reinigungsmaschine zu einer gleichfalls nicht gezeigten Füllmaschine transportiert.The device according to FIGS. 1 and 2 is set up for checking reusable glass bottles, hereinafter referred to as bottles 1 for abrasion. It has a conveyor belt 2 serving as a receptacle for the bottles 1 to be tested, which is continuously driven in the direction of the arrow and which transports the bottles 1 upright with or without a distance, for example, from a cleaning machine, not shown, to a filling machine, also not shown.
Auf der in Transportrichtung gesehen linken Seite des Förderbandes 2 ist eine Beleuchtungseinrichtung 3 mit zwei senkrechten Reihen von in Vertiefungen 6 eines Gehäuses 15 sitzenden Infrarot-Leuchtdioden 7 angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung 3 überdeckt höhenmäßig den gesamten Rumpfbereich einer Flasche 1. Die Leuchtdioden 7 sind einzeln an eine Steuereinrichtung 14 angeschlossen, mit der sie einzeln oder gruppenweise aktiviert werden können. Im vorliegenden Falle sind die vier benachbarten Leuchtdioden 7 aktiviert, die im oberen Endbereich des zylindrischen Flaschenrumpfes liegen. Dort tritt, genauso wie im unteren Endbereich, verstärkt Abrieb A auf, wenn die Flaschen 1 eine Flaschenabfüllanlage mehrmals durchlaufen haben. Die Stärke bzw. Intensität des Abriebs ist ein Indiz für die Anzahl der Umläufe und die dabei erfolgte Beanspruchung der Flaschen 1, die zu einer entsprechenden Erhöhung der Bruchgefahr und zu einem unschönen Aussehen führt. Der von den vier Leuchtdioden 7 ausgehende begrenzte Lichtstrahl S verläuft im wesentlichen horizontal und damit senkrecht zur Mittelachse M einer mittig vor der Beleuchtungseinrichtung 3 befindlichen Flasche 1. Er durchdringt beide Flaschenwandungen und beleuchtet auf der von der Beleuchtungseinrichtung 3 abgewandten Seite der Flasche 1 von innen her eine durch den Umriß des Lichtstrahls S begrenzte Inspektionszone Z.On the left side of the conveyor belt 2 as seen in the transport direction, an illumination device 3 is arranged with two vertical rows of infrared light-emitting diodes 7 seated in recesses 6 of a housing 15 . The height of the lighting device 3 covers the entire body area of a bottle 1 . The light-emitting diodes 7 are individually connected to a control device 14 , with which they can be activated individually or in groups. In the present case, the four adjacent light-emitting diodes 7 , which are located in the upper end region of the cylindrical bottle body, are activated. There, just as in the lower end region, abrasion A occurs to a greater extent if the bottles 1 have passed through a bottle filling system several times. The strength or intensity of the abrasion is an indication of the number of revolutions and the resulting stress on the bottles 1 , which leads to a corresponding increase in the risk of breakage and to an unsightly appearance. The limited light beam S emanating from the four light-emitting diodes 7 runs essentially horizontally and thus perpendicularly to the central axis M of a bottle 1 located centrally in front of the lighting device 3 . It penetrates both bottle walls and illuminates from the inside on the side of the bottle 1 facing away from the lighting device 3 an inspection zone Z limited by the outline of the light beam S.
Auf der in Transportrichtung gesehen rechten Seite des Förderbandes 2 ist ein erster Lichtempfänger 4 mit einer senkrechten Reihe von in Vertiefungen 10 eines Gehäuses 16 sitzenden Fototransistoren angeordnet. Der Lichtempfänger 4 überdeckt höhenmäßig den gesamten Rumpfbereich einer Flasche 1, genauso wie die Beleuchtungseinrichtung 3. Die Fototransistoren 11 sind einzeln an eine Auswertungseinrichtung 13 angeschlossen, mit der sie einzeln oder gruppenweise aktiviert werden können. Im vorliegenden Falle sind die zwei Fototransistoren 11 aktiviert, die im oberen Endbereich des zylindrischen Flaschenrumpfes auf der gleichen Höhe wie die vier aktivierten Leuchtdioden 7 liegen.On the right-hand side of the conveyor belt 2 as seen in the transport direction, a first light receiver 4 is arranged with a vertical row of photo transistors seated in recesses 10 of a housing 16 . The height of the light receiver 4 covers the entire body area of a bottle 1 , just like the lighting device 3 . The phototransistors 11 are individually connected to an evaluation device 13 , with which they can be activated individually or in groups. In the present case, the two phototransistors 11 are activated, which are located in the upper end region of the cylindrical bottle body at the same height as the four activated light-emitting diodes 7 .
Wie die Fig. 2 zeigt, liegt der durch die Vertiefungen 10 und die Fototransistoren 11 gebildete erste Lichtempfänger 4 außerhalb des Lichtstrahls S und ist schräg auf die Mitte der Inspektionszone Z ausgerichtet. Sein Blickfeld ist auf die Streustrahlung begrenzt, die innerhalb der Inspektionszone Z ggf. durch die kleinen Ausbrüche und Vertiefungen von Abriebstellen schräg zum Lichtstrahl S zum Lichtempfänger 4 hin gebrochen bzw. abgelenkt wird. Je stärker der Abrieb, desto intensiver ist die vom Lichtempfänger 4 aufgenommene Strahlung. Die an den Lichtempfänger 4 angeschlossene Auswertungseinrichtung 13 erzeugt ein von der Intensität der aufgenommenen Strahlung abhängiges Signal, das charakteristisch für die Stärke des Abriebs ist. Dieses Signal wird an eine Vergleichseinrichtung 17 weitergeleitet und mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Wird der Schwellwert überschritten, so wird ein Ausscheidungssignal für die betreffende Flasche 1 an eine schematisch dargestellte Sortiereinrichtung 18 weitergeleitet.As shown in FIG. 2, the first light receiver 4 formed by the depressions 10 and the phototransistors 11 lies outside the light beam S and is oriented obliquely to the center of the inspection zone Z. His field of vision is limited to the scattered radiation, which is broken or deflected within the inspection zone Z, possibly by the small cutouts and depressions of abrasion points obliquely to the light beam S to the light receiver 4 . The stronger the abrasion, the more intense the radiation received by the light receiver 4 . The evaluation device 13 connected to the light receiver 4 generates a signal which is dependent on the intensity of the radiation received and which is characteristic of the strength of the abrasion. This signal is forwarded to a comparison device 17 and compared with a predetermined threshold value. If the threshold value is exceeded, an elimination signal for the bottle 1 in question is forwarded to a schematically illustrated sorting device 18 .
Im Gehäuse 16 mit dem ersten Lichtempfänger 4 ist zusätzlich ein zweiter Lichtempfänger 5, wiederum mit einer senkrechten Reihe von in Vertiefungen 8 sitzenden Fototransistoren 9 angeordnet. Der zweite Lichtempfänger 5 überdeckt höhenmäßig den gesamten Rumpfbereich einer Flasche 1, genauso wie der erste Lichtempfänger 4. Die Fototransistoren 9 sind einzeln an eine Auswertungseinrichtung 12 angeschlossen, mit der sie einzeln oder gruppenweise aktiviert werden können. Im vorliegenden Falle sind die zwei Fototransistoren 11 aktiviert, die im oberen Rumpfbereich der Flasche 1 auf der gleichen Höhe liegen wie die aktivierten Fototransistoren 11 des ersten Lichtempfängers 4.In the housing 16 with the first light receiver 4 there is also a second light receiver 5 , again with a vertical row of phototransistors 9 located in recesses 8 . The height of the second light receiver 5 covers the entire body area of a bottle 1 , just like the first light receiver 4 . The photo transistors 9 are individually connected to an evaluation device 12 , with which they can be activated individually or in groups. In the present case, the two photo transistors 11 are activated, which are located in the upper body area of the bottle 1 at the same height as the activated photo transistors 11 of the first light receiver 4 .
Wie die Fig. 2 zeigt, liegt der durch die Vertiefungen 8 und Fototransistoren 9 gebildete zweite Lichtempfänger 4 innerhalb des Lichtstrahls S und ist parallel zu diesem auf die Mitte der Inspektionszone Z gerichtet. Sein Blickfeld ist auf die Direktstrahlung begrenzt, die innerhalb der Inspektionszone Z ohne nennenswerte Ablenkung oder Brechung die Flaschenwandung durchdringt. Je größer die Lichtdurchlässigkeit der Flasche 1 im Bereich des Lichtstrahls S, desto intensiver ist die vom zweiten Lichtempfänger 5 aufgenommene Strahlung. Durch die an den Lichtempfänger 5 angeschlossene Auswertungseinrichtung 12 wird ein von der Intensität der empfangenen Strahlung abhängiges Signal erzeugt. Die Vertiefungen 8 und 10 im Gehäuse 16 sind durch einen Infrarotfilter 19 abgedeckt, so daß nur das von den Infrarot-Leuchtdioden 7 abgegebene Licht im Infrarotbereich gemessen wird und sich das Umgebungslicht nicht störend auswirkt.As shown in FIG. 2, the second light receiver 4 formed by the depressions 8 and phototransistors 9 lies within the light beam S and is directed parallel to the center of the inspection zone Z. His field of vision is limited to the direct radiation that penetrates the bottle wall within the inspection zone Z without any significant deflection or refraction. The greater the light transmittance of the bottle 1 in the area of the light beam S, the more intense the radiation received by the second light receiver 5 . The evaluation device 12 connected to the light receiver 5 generates a signal which is dependent on the intensity of the received radiation. The depressions 8 and 10 in the housing 16 are covered by an infrared filter 19 , so that only the light emitted by the infrared light-emitting diodes 7 is measured in the infrared range and the ambient light does not have a disruptive effect.
Auf Höhe des Flaschenhalses ist eine Reflexlichtschranke 20 herkömmlicher Bauart in einfacher oder doppelter Ausführung angeordnet. Diese erzeugt ein Signal, wenn eine mit dem Förderband 2 passierende Flasche 1 die in Fig. 1 gezeigte Inspektionsposition einnimmt, in welcher die optische Achse des Lichtstrahls S die Mittelachse M der Flasche 1 in etwa schneidet. Dieses Signal wird zum einen der Steuereinrichtung 14 zugeleitet, welche ein kurzes Aufblitzen der vier aktivierten Fotodioden 7 auslöst. Zum anderen wird das Signal den Steuereinrichtungen 12 und 13 zugeleitet, wodurch die aktivierten Fototransistoren 9 und 11 für eine vorbestimmte Zeitspanne auf Empfang geschaltet werden.At the level of the bottle neck, a reflex light barrier 20 of conventional design is arranged in a single or double design. This generates a signal when a bottle 1 passing through the conveyor belt 2 assumes the inspection position shown in FIG. 1, in which the optical axis of the light beam S roughly intersects the central axis M of the bottle 1 . On the one hand, this signal is fed to the control device 14 , which triggers a brief flashing of the four activated photodiodes 7 . On the other hand, the signal is fed to the control devices 12 and 13 , whereby the activated phototransistors 9 and 11 are switched to reception for a predetermined period of time.
Die Auswertungseinrichtung 12 des zweiten Lichtempfängers 5 ist im Ausführungsbeispiel mit der Steuereinrichtung 14 verbunden und bestimmt die Dauer der Energiezufuhr zu den Leuchtdioden 7. Bei sehr dunklen Flaschen 1 beträgt die Impulslänge eine Millisekunde, bei hellen Flaschen 1 entsprechend weniger. Die Beziehung ist derart, daß bei gleich starkem Abrieb das von der Auswertungseinrichtung 13 des ersten Lichtempfängers 4 erzeugte Signal im wesentlichen gleich groß ist, unabhängig davon, ob die Flasche 1 eine hohe oder eine geringe Lichtdurchlässigkeit aufweist. Dies kann durch Versuche in einfacher Weise bestimmt werden. Mit Hilfe der Vergleichseinrichtung 17 und der Sortiereinrichtung 18 können somit aus der durch das Förderband 2 von der Waschmaschine zur Füllmaschine transportierten Flaschenpartie alle Flaschen 1 entfernt werden, deren Abrieb eine vorgegebene Größe überschreitet.In the exemplary embodiment, the evaluation device 12 of the second light receiver 5 is connected to the control device 14 and determines the duration of the energy supply to the light-emitting diodes 7 . With very dark bottles 1 , the pulse length is one millisecond, with light bottles 1 correspondingly less. The relationship is such that, with the same degree of abrasion, the signal generated by the evaluation device 13 of the first light receiver 4 is essentially the same, regardless of whether the bottle 1 has a high or a low light transmission. This can easily be determined by experiments. With the aid of the comparison device 17 and the sorting device 18 , all bottles 1 whose abrasion exceeds a predetermined size can thus be removed from the bottle section transported by the conveyor belt 2 from the washing machine to the filling machine.
Anstelle der einzelnen Fototransistoren können auch Zeilen- oder Flächenkameras eingesetzt werden, welche durch Setzen von Fenstern eine entsprechend komplexe Abrieberkennung ermöglichen. Aufgrund der hohen Reproduzierbarkeit der gemessenen Werte ist die Vorrichtung auch als Laborgerät zur Bewertung des Abriebs einsetzbar, wobei dann die Flaschenaufnahme beispielsweise durch einen Drehteller gebildet wird. Auch kann die Vorrichtung in eine Flascheninspektionsmaschine integriert werden, in welcher die Flaschen beispielsweise durch einen Transportstern oder Drehtisch bewegt werden.Instead of the individual phototransistors, line or area cameras are used, which by setting of windows a correspondingly complex abrasion detection enable. Due to the high reproducibility of the measured values, the device can also be used as a laboratory device Assessment of abrasion can be used, in which case the Bottle pick-up, for example, using a turntable is formed. The device can also be in a Bottle inspection machine can be integrated in which the bottles for example by a transport star or Rotary table can be moved.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KRONES AG, 93073 NEUTRAUBLING, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |